a seranaj disertacioni doktoratures

i

Reagimi Dinamik dhe Analiza Sizmike e Strukturave t Izoluara n Baz me Izolator Gome me Fibra

nga

Agim SERANAJ

Departamenti i Mekaniks s Strukturave Fakulteti i Inxhinieris s Ndrtimit, Universiteti Politeknik i Tirans

Disertacioni i prgatitur sipas krkesave pr gradn Doktor i Shkencave

n

UNIVERSITETI POLITEKNIK I TIRANS Fakulteti i Inxhinieris s Ndrtimit

Departamenti i Mekaniks s Strukturave

Udhhequr nga

Prof. Dr. Mihail GAREVSKI Instituti i Inxhinieris s Trmeteve dhe Sizmologjis Inxhinierike (IZIIS), Shkup, Maqedoni

Prof. Asoc. Dr. Forcim SOFTA Fakulteti i Inxhinieris s Ndrtimit, Universiteti Politeknik i Tirans, Tiran

Tiran, Nntor 2014

ii

Dynamic Response and Seismic Analysis of Base Isolated Structures with Reinforced Rubber Bearings

by

Agim SERANAJ

Department of Structural Mechanics Civil Engineering Faculty, Polytechnic University of Tirana

A Dissertation submitted in partial satisfaction for the degree of

Doctor of Philosophy

in

POLYTECHNIC UNIVERSITY OF TIRANA Civil Engineering Faculty

Department of Structural Mechanics

Mentor:

Prof. Dr. Mihail GAREVSKI Institute of Earthquake Engineering and Engineering Seismology (IZIIS)

University "St. Cyril and Methodius" in Skopje, Macedonia

Prof.Asoc. Dr. Forcim SOFTA Civil Engineering Faculty, Polytechnic University of Tirana

Tirana, November 2014

iii

Kt punim ja dedikoj prindrve pr edukimin dhe shkollimin tim,

bashkshortes pr mbshtetjen dhe frymzimin e vazhdueshm,

si dhe fmijve t mrekullueshm Sibors dhe Darlit.

T drejtat e autorit 2014 Agim Seranaj

iv

MIRNJOHJE

Shpreh mirnjohje pr gjith kolegt, shokt dhe miqt pr optimizmin e nevojshm n prfundimin e ktij studimi.

Mirnjohje pr Jorgaq Kaanin pr nxitjen dhe mbshtetjen administrative.

Falnderime t veanta pr udhheqsit Mihail Garevski dhe Forcim Softa pr udhzimet, konsultat dhe frymzimin e vazhdueshm.

Falnderime pr motrn dhe vllezrit pr inkurajimin.

Mirnjohje e veant Edlirs pr optimizmin dhe nxitjen n prmbushjen e pritshmrive.

v

PRMBAJTJE LISTA E FIGURAVE .......................................................................................................................... ix

LISTA E TABELAVE ........................................................................................................................ xiv

I. PRMBLEDHJE ........................................................................................................................... 1 I. SUMMARY.................................................................................................................................... 5 II. HYRJE ....................................................................................................................................... 9 III. QLLIMI ................................................................................................................................. 10 IV. OBJEKTIVAT ......................................................................................................................... 11

KAPITULLI 1

PRSHKRIM I PRGJITHSHM I SISTEMEVE T IZOLUAR N BAZ ................................ 12 1.1 Hyrje .......................................................................................................................................... 12 1.2 Karakteristikat e Prgjithshme t Strukturave t Izoluara ............................................................ 15

1.2.1 Fleksibiliteti ......................................................................................................................... 16

1.2.2 Ndryshimi i periods ............................................................................................................ 18

1.2.3 Shuarja ................................................................................................................................ 19 1.3 Tipet e Sistemeve Izolues ........................................................................................................... 19

1.3.1 Izolator me shuarje t ult .................................................................................................. 20 1.3.2 Izolator me brtham plumbi ............................................................................................. 21

1.3.3 Izolator me shuarje t lart ................................................................................................. 21 1.4 Aplikimi i Izolimit n Baz t Strukturave.................................................................................. 22

1.5 Efektiviteti i Izolimit Sizmik t Strukturave................................................................................ 24

1.6 Eurokodi pr Strukturat e Izoluara n Baz ................................................................................ 26

1.6.1 Prkufizime (Eurokodi 8) ..................................................................................................... 26 1.6.2 Eurokodi pr ndrtesat e izoluara n baz ............................................................................ 28

1.6.2a Kritere t prgjithshme ...................................................................................................... 28 1.6.2b Kritere projektimi .............................................................................................................. 28 1.6.2c Karakteristikat e sistemit izolues ....................................................................................... 29

1.6.2d Veprimi sizmik .................................................................................................................. 30

1.6.2e Analiza strukturore ........................................................................................................... 30

1.6.3 Eurokodi pr urat e izoluara n baz .................................................................................... 32

1.6.3a Kritere t prgjithshme ...................................................................................................... 32 1.6.3b Kritere projektimi t sistemit izolues .................................................................................. 32

vi

1.6.3c Karakteristikat e sistemeve izolues ..................................................................................... 34

1.6.3d Veprimi sizmik ................................................................................................................... 34

1.6.3e Analiza strukturore ............................................................................................................ 35

KAPITULLI 2

2.1 Analiza Analitike e Izolatorve me Gom t Armuar ................................................................... 39

2.1.1 Ngurtsia n shtypje e izolatorit me armatur rigjide dhe gom t pangjeshshme.................. 40 2.1.2 Sforcimet pr shkak t shtypjes ............................................................................................. 47 2.1.3 Ngurtsia n shtypje e izolatorit me armatur fleksibl dhe gom t pangjeshshme ............... 50 2.1.4 Ngurtsia n shtypje e izolatorit me armatur fleksibl dhe gom t ngjeshshme ................... 53

2.2 Analiza Numerike e Izolatorve me Gom t Armuar .................................................................. 57

2.2.1 Materialet, modelimi dhe parametrat fiziko mekanike ........................................................ 58 2.2.2 Analizat e kryera .................................................................................................................. 61

2.2.3 Rezultatet e analizave dhe interpretimi i tyre ........................................................................ 61

KAPITULLI 3

ANALIZA DINAMIKE DHE SIZMIKE E NDRTESAVE T IZOLUARA N BAZ ................ 68 3.1 Bazat Teorike t Analizs Sizmike t Ndrtesave t Izoluara ....................................................... 68

3.1.1 Teoria lineare e sistemit me dy shkall lirie .......................................................................... 68

3.1.2 Teoria lineare e sistemit me shum shkall lirie .................................................................... 73

3.2 Reagimi Sizmik i Strukturave Inelastike me Baz Fikse dhe me Baz t Izoluar .......................... 77

3.2.1 Marrdhnia midis duktilitetit dhe rezistencs ..................................................................... 77

3.2.2 Duktiliteti i pranuar (lejuar) dhe duktiliteti i krkuar ........................................................... 79 3.2.3 Reagimi i ndrtesave shum katshe, duktiliteti i kateve ....................................................... 81

3.2.4 Strukturat e ndrtesave shum katshe me kat t dobt dhe t but ....................................... 85

3.2.5 Izolimi sizmik i strukturave t ndrtesave shum katshe ...................................................... 88

3.3 Analiza e Efektit t Izolimit Sizmik n Ndrtesa Betonarme me Kat t Dobt e t But ............... 96

3.3.1 T dhnat gjeometrike t strukturave ................................................................................... 96 3.3.3 Ngarkesat e aplikuara ......................................................................................................... 98

3.3.4 Modelimi i strukturs ........................................................................................................... 98

3.3.5 Llogaritja e parametrave t izolatorve pr strukturat e analizuara .................................... 100 3.3.6 Rezultatet e analizave dhe interpretimi i tyre ..................................................................... 101

3.3.6a Parametrat dinamik ....................................................................................................... 101

3.3.6b Rezultate t reagimit sizmik .............................................................................................. 103

3.4 Analiza e Efektit t Izolimit Sizmik n Ndrtesa Betonarme t Tipeve t Ndryshme .................. 110

vii

3.4.1 T dhnat gjeometrike t strukturave .................................................................................. 110 3.4.2 Ngarkesat e aplikuara ....................................................................................................... 114

3.4.3 Modelimi i strukturs ......................................................................................................... 114

3.4.5 Rezultatet e analizave dhe interpretimi i tyre ..................................................................... 116


3.4.5b Rezultate t reagimit sizmik ............................................................................................. 121

3.5 Analiza e Efektit t Pozicionit t Sistemit Izolues n Ndrtesa Betonarme ................................. 133

3.5.1 T dhnat gjeometrike t strukturave ................................................................................. 134 3.5.2 Ngarkesat e aplikuara ....................................................................................................... 135


3.5.4 Rezultatet e analizave dhe interpretimi i tyre ...................................................................... 137


3.5.4b Rezultate t reagimit sizmik ............................................................................................ 140

3.6 Aplikimi i Izolimit n Baz n Objekt Ekzistues ....................................................................... 148 3.6.1 Prshkrim i prgjithshm i strukturs s ish Markatos Qendrore, Berat ....................... 149 3.6.2 Skemat llogaritse dhe ngarkesat e aplikuara ..................................................................... 149

3.6.3 T dhnat e strukturave pr modelet e analizuara ............................................................... 150


KAPITULLI 4

ANALIZA DINAMIKE DHE SIZMIKE E URAVE T IZOLUARA N BAZ .......................... 159 4.1 Bazat Teorike t Analizs Lineare Sizmike t Urave t Izoluara ............................................... 159

4.2 Analiza Dinamike dhe Sizmike e Urave t Izoluara n Baz ...................................................... 162

4.2.1 T dhnat gjeometrike t strukturave .................................................................................. 162 4.2.2 Ngarkesat e aplikuara ........................................................................................................ 163

4.2.3 Modelimi i strukturs ........................................................................................................ 164


4.2.4a Parametrat dinamik ........................................................................................................ 166


4.3 Ndikimi i Pozicionit t Izolatorve n Reagimin Sizmik t Urave .............................................. 175

4.3.1 Pozicionet e analizuara t izolatorve sizmik n ura ......................................................... 177

4.3.2 T dhnat gjeometrike t strukturave .................................................................................. 179 4.3.3 Ngarkesat e aplikuara ........................................................................................................ 180



viii



4.4 Analiza e Aplikimit t Izolimit n Baz pr urn BELINA, Fier ............................................. 186

4.4.1 Prshkrim i prgjithshm i strukturs s urs "BELINA" ................................................... 186 4.4.2 Skemat llogaritse dhe ngarkesat e aplikuara ..................................................................... 188



4.4.3b Rezultate t zhvendosjeve dhe forcave .............................................................................. 193

KAPITULLI 5

PRFUNDIME DHE REKOMANDIME ......................................................................................... 195 5.1 Prfundime ............................................................................................................................... 195

5.1.1 Prfundimet e nxjerra prej analizs s izolatorve sizmik me gom t armuar ................... 195 5.1.2 Prfundimet e nxjerra prej analizs dinamike dhe sizmike t ndrtesave t izoluara n baz 196 5.1.2 Prfundimet e nxjerra prej analizs dinamike dhe sizmike t urave t izoluara n baz ....... 198

5.2 Rekomandime ........................................................................................................................... 200

LITERATURA .................................................................................................................................. 201

ix

LISTA E FIGURAVE

Figura 1. 1: Model i strukturs s zakonshme me nj shkall lirie ........................................................ 13 Figura 1. 2: Modeli i strukturs me nj shkall lirie me element shuars pasiv ..................................... 14 Figura 1. 3: a) Izolimi sizmik i nj ndrtese; b) Izolimi sizmik i nj ure .............................................. 15 Figura 1. 4: Transmetimi i lkundjeve t bazamentit ............................................................................ 16 Figura 1. 5: Nxitimi dhe zhvendosjet e strukturs ................................................................................ 17 Figura 1. 6: Reagimi i nj ure me baz fikse ose me baz t izoluar ..................................................... 17 Figura 1. 7: Reagimi i nj ndrtese me baz fikse ose me baz t izoluar ............................................. 18 Figura 1. 8: El Centro 1940: a) Spektri i reagimit t nxitimit; b) Spektri i reagimit t zhvendosjes ....... 18 Figura 1. 9: Kurba e idealizuar histerezis force zhvendosje e nj izolatori bilinear ............................. 19 Figura 1. 10: Izolatort e prdorur n Shkolln Pestalozzi, Shkup, Maqedoni ....................................... 19 Figura 1. 11: Izolator gome me shuarje t ult ..................................................................................... 20 Figura 1. 12: Izolator gome me brtham plumbi ............................................................................... 21 Figura 1. 13: Sjellja histeretike pr sisteme t ndryshm izolues (Ballantyne 2002) .............................. 22 Figura 1. 14: Raste t ndryshme t aplikimit t izolimit sizmik n baz t strukturave .......................... 23 Figura 1. 15: Trmeti Mexico City 1985; Spektri i reagimit t nxitimit ................................................ 24 Figura 1. 16: Pozicioni m i prdorshm i izolatorve n ura ............................................................... 26 Figura 1. 17: Prafrimi bilinear i sjelljes histeretike force zhvendosje ............................................... 33 Figura 1. 18: Spektri i nxitimit dhe i zhvendosjeve .............................................................................. 36 Figura 1. 19: Ngurtsia e plot e sistemit pil izolator ....................................................................... 37

Figura 2. 1: a) Sistemi koordinativ kartezian n siprfaqen e izolatorit me form t fardoshme, dhe b) fusha e zhvendosjeve ............................................................................................................................ 41 Figura 2. 2: Sistemi koordinativ pr nj njsi shirit me gjatsi infinit dhe gjersi 2b ............................. 43 Figura 2. 3: Sistemi kordinativ pr njsin rrethore me rreze R ............................................................ 43 Figura 2. 4: Sistemi koordinativ i njsis katrore me prmas a ........................................................... 44 Figura 2. 5: Reduktimi i modulit t shtypjes Ec pr njsin unazore ..................................................... 47 Figura 2. 6: Sforcimet n prerje pr shkak t shtypjes s pastr ............................................................ 47 Figura 2. 7: Forca n shtresn e armimit .............................................................................................. 51 Figura 2. 8: Elastomer gome i armuar; a) me pllaka eliku, b) me fibra karboni ................................... 58 Figura 2. 9: Parametrat gjeometrik t izolatorit .................................................................................. 60 Figura 2. 10: Forma e deformimit t nj shtrese t izolatorit; a) forma e padeformueshme, b) nn veprimin e forcave vertikale, c) nn veprimin e forcave vertikale dhe horizontale ................................. 60 Figura 2. 11: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin horizontale t tij Izolatori Tip 1 ......... 63 Figura 2. 12: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin horizontale t tij Izolatori Tip 2 ......... 64 Figura 2. 13: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin horizontale t tij Izolatori Tip 3 ......... 64 Figura 2. 14: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin vertikale t tij Izolatori Tip 1 ............. 65 Figura 2. 15: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin vertikale t tij Izolatori Tip 2 ............ 65 Figura 2. 16: Ndikimi i materialeve t izolatorit n ngurtsin vertikale t tij Izolatori Tip 3 ............. 66

Figura 3. 1: Parametrat e nj sistemi t izoluar me dy shkall lirie ....................................................... 68 Figura 3. 2: Parametrat e sistemit t izoluar me shum shkall lirie ...................................................... 74 Figura 3. 3: Diagrama inelastike jolineare forc - deformim e elementve strukturor .......................... 77 Figura 3. 4: Diagrama elasto-plastike forc-zhvendosje e elementve strukturor ................................. 77 Figura 3. 5: Diagrama forc-zhvendosje e strukturs: a) reagim elastik, b) reagim elasto-plastik .......... 78

x

Figura 3. 6: Diagrama forc - zhvendosje e strukturave pr dy situatat e reagimit ................................. 78 Figura 3. 7: Spektri i reagimit t pseudo nxitimit dhe t zhvendosjeve t trmetit El Centro pr dy nivele t duktiliteti, p = 1 dhe p = 4 (shuarje 5%) .......................................................................................... 79 Figura 3. 8: Deformimi maksimal i pranuar dhe i krkuar pr dy sistemet, p=1 dhe p=4 .................... 80 Figura 3. 9: Modeli elastik linear i rams ............................................................................................. 81 Figura 3. 10: Modeli elasto-plastik (jolinear) i rams ........................................................................... 82 Figura 3. 11: Diagrama elasto-plastike midis forcs prerse dhe deformimit t katit ............................. 82 Figura 3. 12: Zhvendosja maksimale n kate n strukturn TIP 1: a) pr p=1, b) pr p=4 .................. 84 Figura 3. 13: Duktiliteti i krkuar n strukturn TIP 1: a) pr p=1, b) pr p=4 ................................... 84 Figura 3. 14: Zhvendosja maksimale n kate n strukturn TIP 2: a) pr p=1, b) pr p=4 .................. 87 Figura 3. 15: Duktiliteti i krkuar n strukturn TIP 2: a) pr p=1, b) pr p=4 ................................... 87 Figura 3. 16: Skema e idealizuar e rams 5 katshe t izoluar n baz .................................................. 88 Figura 3. 17: Modeli elasto-plastik (jolinear) i rams s izoluar n baz ............................................... 89 Figura 3. 18: Diagrama jolineare e elementve: a) Diagrama elasto-plastike midis forcs prerse dhe deformimit t katit, b) Diagrama bilineare e izolatorit ........................................................................... 89 Figura 3. 19: Tre format e para t lkundjeve t strukturs TIP 2 ......................................................... 94 Figura 3. 20: Tre format e para t lkundjeve t strukturs TIP 2 BI ..................................................... 94 Figura 3. 21: Duktiliteti i krkuar i kateve t strukturave t paizoluara (TIP 1 dhe TIP 2) me duktilitet t pranuar p = 1 dhe i strukturave t reja t izoluara n baz (TIP 1a, TIP 2a dhe TIP 2b) ........................ 95 Figura 3. 22: Duktiliteti i krkuar i kateve t strukturave ekzistuese (TIP 1 dhe TIP 2) t projektuara me duktilitet p = 4 dhe duktiliteti i krkuar pas izolimit sizmik t tyre (TIP 1 BI dhe TIP 2 BI).................. 96 Figura 3. 23: Prerja dhe pozicioni i sistemit izolues: a) Struktur fikse SF, b) Struktur e izoluar n baz SIB, c) Struktur e izoluar n prdhe SIP ............................................................................................. 97 Figura 3. 24: Plani i katit prdhe dhe izolatort e strukturs BOKS pr t tre modelet .......................... 97 Figura 3. 25: Akselerograma - El Centro e modifikuar pr truall me PGA = 0.25g ............................... 98 Figura 3. 26: Parametrat baz t nj kurbe histerezis t izolatorit bilinear ............................................ 98 Figura 3. 27: Tre Format e para t lkundjeve t tre modeleve t strukturs BOKS ........................... 102 Figura 3. 28: Pozicioni i nyjeve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ....................... 103 Figura 3. 29: Pozicioni i elementve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ................ 104 Figura 3. 30: Pozicioni i mureve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ...................... 104 Figura 3. 31: Reagimi n koh i nxitimeve: a) pr pikn 1; b) pr pikn 5 ........................................ 106 Figura 3. 32: Reagimi n koh i zhvendosjeve sipas drejtimit X: a) pr pikn 1; b) pr pikn 5 ......... 107 Figura 3. 33: Zhvendosja relative sipas drejtimit X e piks 5 n lidhje me pikn 1 ............................ 107 Figura 3. 34: Reagimi n koh i forcave prerse n kollona sipas drejtimit X: a) forca prerse n elementin EL - 1; b) forca prerse n elementin EL - 2 ....................................................................... 107 Figura 3. 35: Reagimi n koh i forcs prerse n baz sipas drejtimit X ............................................ 108 Figura 3. 36: Sjellja histeretike e izolatorve sipas drejtimit X: a) 1 (akset A-1), b) 3 (akset B-2) ....... 108 Figura 3. 37: Plani, Prerja dhe izolatort e strukturs RAME: a) sistem fiks SF, b) sistem i izoluar n baz SIB ............................................................................................................................................. 111 Figura 3. 38: Plani, Prerja dhe izolatort e strukturs MIKSE: a) sistem fiks SF, b) sistem i izoluar n baz SIB ............................................................................................................................................. 112 Figura 3. 39: Plani, Prerja dhe izolatort e strukturs BOKS: a) sistem fiks SF, b) sistem i izoluar n baz SIB ............................................................................................................................................. 113 Figura 3. 40: Akselerograma - El Centro e modifikuar pr truall me PGA = 0.25g ............................. 114 Figura 3. 41: Kurba histerezis pr katr tipet e izolatorve ................................................................. 115 Figura 3. 42: Tre Format e para t lkundjeve t strukturs RAME .................................................... 117 Figura 3. 43: Tre Format e para t lkundjeve t strukturs MIKSE ................................................... 118 Figura 3. 44: Tre Format e para t lkundjeve t strukturs BOKS ..................................................... 119

xi

Figura 3. 45: Raporti i periodave midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF) ............. 120 Figura 3. 46: Pozicioni i nyjeve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ....................... 122 Figura 3. 47: Pozicioni i elementve t przgjedhur pr prezantimin e reagimeve sizmike .................. 122 Figura 3. 48: Pozicioni i mureve t przgjedhur pr prezantimin e reagimeve sizmike ........................ 123 Figura 3. 49: Raporti i nxitimeve midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ............................................................................................................ 127 Figura 3. 50: Raporti i zhvendosjeve midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ............................................................................................................ 127 Figura 3. 51: Raporti i deformimeve t kateve midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ........................................................................................... 128 Figura 3. 52: Raporti i forcave prerse n kollon midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ........................................................................................... 128 Figura 3. 53: Raporti i momenteve prkuls n trar midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ............................................................................ 128 Figura 3. 54: Raporti i forcave prerse n baz midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ........................................................................................... 129 Figura 3. 55: Raporti i sforcimeve n murin betonarme midis strukturs s izoluar (SIB) dhe asaj t paizoluar (SF); a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ............................................................................ 129 Figura 3. 56: Sjellja histeretike e izolatorve t t tre tipeve struktural, sipas drejtimit X; a) izolatort IZ-1 (aksi A-1), b) izolatort IZ-3 (aksi B-2) ...................................................................................... 129 Figura 3. 57: Reagimi n koh i nxitimeve: a) pr pikn 0; b) pr pikn 5 .......................................... 130 Figura 3. 58: Reagimi n koh i zhvendosjeve sipas drejtimit X: a) pr pikn 1; b) pr pikn 5 .......... 130 Figura 3. 59: Zhvendosja relative e piks 5 n lidhje me pikn 1, sipas drejtimit X ............................ 130 Figura 3. 60: Reagimi n koh i forcave prerse n kollona sipas drejtimit X: a) forca prerse n elementin EL - 1; b) forca prerse n elementin EL - 2 ....................................................................... 131 Figura 3. 61: Reagimi n koh i forcs prerse n baz sipas drejtimit X ............................................ 131 Figura 3. 62: Sjellja histeretike e izolatorve 1 (aksi A-1) dhe 3 (aksi B-2) sipas drejtimit X .............. 131 Figura 3. 63: Prerja dhe pozicioni i sistemit izolues: a) Struktur me baz fikse (SF), b) Struktur e izoluar n baz (SIB), c) Struktur e izoluar n mes (SIM) .................................................................. 134 Figura 3. 64: Plani dhe izolatort e strukturs: a) izolatort e Modelit 2, b) izolatort e Modelit 3 ...... 135 Figura 3. 65: Akselerograma El Centro e modifikuar pr truall me PGA = 0.25g ............................... 136 Figura 3. 66: Tre Format e para t lkundjeve t tre modeleve t strukturs BOKS ............................ 139 Figura 3. 67: Pozicioni i nyjeve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ....................... 140 Figura 3. 68: Pozicioni i elementve t przgjedhur pr prezantimin e reagimeve sizmike .................. 141 Figura 3. 69: Pozicioni i mureve t przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike ...................... 141 Figura 3. 70: Reagimi n koh i nxitimeve: a) pr pikn 1; b) pr pikn 5........................................ 144 Figura 3. 71: Reagimi n koh i nxitimeve: a) pr pikn 5; b) pr pikn 10....................................... 144 Figura 3. 72: Reagimi n koh i zhvendosjeve sipas drejtimit X: a) pr pikn 1; b) pr pikn 5 ........ 144 Figura 3. 73: Reagimi n koh i zhvendosjeve sipas drejtimit X: a) pr pikn 5; b) pr pikn 10....... 145 Figura 3. 74: Zhvendosja relative sipas drejtimit X: a) midis piks 5 dhe 1; b) midis piks 5 dhe 10 145 Figura 3. 75: Reagimi n koh i forcave prerse n kollona sipas drejtimit X: a) forca prerse n elementin EL - 1; b) forca prerse n elementin EL - 2 ....................................................................... 145 Figura 3. 76: Reagimi n koh i forcs prerse n baz sipas drejtimit X ............................................ 145 Figura 3. 77: Sjellja histeretike e izolatorve sipas drejtimit X: a) 1(5) (akset A-1), b) 3(7) (akset B-2)........................................................................................................................................................... 146 Figura 3. 78: Pamja, prerja dhe planet e ish- Markatos Qendrore, Berat .......................................... 148 Figura 3. 79: Strukturat e objektit ekzistues ....................................................................................... 150 Figura 3. 80: Strukturat e objektit me gjysm - kati shtes ................................................................. 151

xii

Figura 3. 81: Strukturat e objektit t prforcuar me mure betonarme .................................................. 152 Figura 3. 82: Struktura e objektit me izolim sizmik ............................................................................ 153 Figura 3. 83: Plani vendosjes s izolatorve sipas tipeve .................................................................... 153 Figura 3. 84: Pozicioni i nyjeve t przgjedhura dhe emrtimi i elementeve pr prezantimin e reagimeve sizmike; a) rasti pa izolim sizmik (Modelet 1, 2 dhe 3), b) rasti me izolim sizmik (Modeli 4) .............. 154 Figura 3. 85: Paraqitje skematike e formave t deformimit t strukturave prej veprimit sizmik .......... 157

Figura 4. 1: Skema e idealizuar e urs s izoluar ................................................................................ 159 Figura 4. 2: Perioda e par modale strukturore, T1 dhe perioda e dyt T2, si funksion i raportit k2 / k1 (m1 = 70 ton, m2 = 18 ton dhe k1 = 28020 kN/m) ....................................................................................... 160 Figura 4. 3: Format e lkundjeve; a) forma e par, b) forma e dyt .................................................... 161 Figura 4. 4: Zbrthimi modal i forcave efektive t trmetit dhe reagimi statik modal n baz; a) forma e par, b) forma e dyt .......................................................................................................................... 162 Figura 4. 5: a) Skema gjatsore e strukturs, b) Skema trthore e mbistrukturs ................................. 163 Figura 4. 6: Akselerogramat e tre trmeteve t aplikuara; a) El Centro, b) Ulcinj, c) Parkfield ........... 164 Figura 4. 7: Pozicionet e przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike; a) emrtimet e nyjeve, b) emrtimet e elementve ..................................................................................................................... 164 Figura 4. 8: Diagrama e izolatorve bilinear ...................................................................................... 165 Figura 4. 9: a) Format e lkundjes s modelit t paizoluar, b) Format e lkundjes s modeleve t izoluar........................................................................................................................................................... 166 Figura 4. 10: Reagimi n koh i zhvendosjeve: a) zhvendosjet n X prej El Centro; b) zhvendosjet n X prej Ulcinj; c) zhvendosjet n Y prej El Centro; d) zhvendosjet n Y prej Ulcinj ................................. 168 Figura 4. 11: Reagimi n koh i nxitimeve: a) nxitimet n X prej El Centro; b) nxitimet n X prej Ulcinj; c) nxitimet n Y prej El Centro; d) nxitimet n Y prej Ulcinj .............................................................. 168 Figura 4. 12: Reagimi n koh i forcave prerse n baz: a) forca prerse e bazs n X prej El Centro; b) forca prerse e bazs n X prej Ulcinj; c) forca prerse e bazs n Y prej El Centro; d) forca prerse e bazs n Y prej Ulcinj ........................................................................................................................ 169 Figura 4. 13: Reagimi n koh i forcave prerse n kollona sipas drejtimit X: a) forca prerse n kollonn e shkurtr prej El Centro; b) forca prerse n kollonn e shkurtr prej Ulcinj; c) forca prerse n kollonn e gjat prej El Centro; d) forca prerse n kollonn e gjat prej Ulcinj.............................. 169 Figura 4. 14: Reagimi n koh i forcave prerse n kollona sipas drejtimit Y: a) forca prerse n kollonn e shkurtr prej El Centro; b) forca prerse n kollonn e shkurtr prej Ulcinj; c) forca prerse n kollonn e gjat prej El Centro; d) forca prerse n kollonn e gjat prej Ulcinj.............................. 170 Figura 4. 15: Emrtimi i izolatorve t studiuar dhe nyjeve t tyre ..................................................... 171 Figura 4. 16: Reagimi i izolatorit t kollons s shkurtr, Link 1; a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y 171 Figura 4. 17: Reagimi i izolatorit t kollons s gjat, Link 2; a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y .... 172 Figura 4. 18: Krahasimi i reagimit t izolatorit t kollons s shkurtr, Link 1 dhe kollons s gjat, Link 2; a) n drejtimin X, b) n drejtimin Y ................................................................................................ 172 Figura 4. 19: Deformimi n fushn kohore i izolatorve Link 1 dhe Link 2; a) sipas drejtimit X, b) sipas drejtimit Y .......................................................................................................................................... 172 Figura 4. 20: Forcat prerse n fushn kohore t izolatorve Link 1 dhe Link 2; a) sipas drejtimit X, b) sipas drejtimit Y ................................................................................................................................. 173 Figura 4. 21: Zhvendosjet e nyjeve t izolatorve si dhe deformimi i tyre sipas drejtimin X; a) izolatori n kollonn e shkurtr, Link 1, b) izolatori n kollonn e gjat, Link 2 ................................................ 173 Figura 4. 22: Krahasimi i zhvendosjes s nyjeve t izolatorit sipas drejtimit X; a) izolatori n kollonn e shkurtr, Link 1, b) izolatori n kollonn e gjat, Link 2 ..................................................................... 174

xiii

Figura 4. 23: Krahasimi i reagimit t izolatorit t kollons s shkurtr, Link 1; a) sipas drejtimit X, b) sipas drejtimit Y ................................................................................................................................. 174 Figura 4. 24: Krahasimi i reagimit t izolatorit t kollons s gjat, Link 2; a) sipas drejtimit X, b) sipas drejtimit Y .......................................................................................................................................... 174 Figura 4. 25: Modelet statike pr studimin e izolatorve .................................................................... 175 Figura 4. 26: Modelet dinamike t strukturs me pozicion t ndryshm t izolatorve ........................ 176 Figura 4. 27: Pozicioni i izolatorve; a) n krye t pilave, b) n fund t pilave, c) pran mesit t pilave........................................................................................................................................................... 178 Figura 4. 28: Skema gjatsore e strukturs ......................................................................................... 179 Figura 4. 29: Skema trthore e mbistrukturs ..................................................................................... 179 Figura 4. 30: Diagrama e izolatorve bilinear .................................................................................... 179 Figura 4. 31: Akselerograma e trmetit El Centro .............................................................................. 180 Figura 4. 32: Pozicionet e przgjedhura pr prezantimin e reagimeve sizmike; a) emrtimet e nyjeve, b) emrtimet e elementve ..................................................................................................................... 180 Figura 4. 33: Paraqitje skematike e deformimit t pilave pr t tre modelet ........................................ 181 Figura 4. 34: Tre format e para t lkundjeve pr Modelin 3 .............................................................. 182 Figura 4. 35: Diagrama e momenteve prkulse ................................................................................ 183 Figura 4. 36: Reagimi n koh i zhvendosjeve: a) zhvendosjet n X prej El Centro, b) zhvendosjet n Y prej El Centro ..................................................................................................................................... 184 Figura 4. 37: Forca prerse n pila: a) forca prerse n piln e shkurtr, sipas X; b) forca prerse n piln e shkurtr, sipas Y; c) forca prerse n piln e gjat, sipas X; d) forca prerse n piln e gjat, sipas Y 184 Figura 4. 38: Momentet prkulse n pila: a) momenti prkuls n pilat e shkurtra, sipas X; b) momenti prkuls n pilat e shkurtra, sipas Y; c) momenti prkuls n pilat e gjata, sipas X; d) momenti prkuls n pilat e gjata, sipas Y. ...................................................................................................................... 185 Figura 4. 39: Ura BELINA mbi lumin Seman, Fier; a) Pamje, b) Elementt prbrs ..................... 186 Figura 4. 40: Elementet struktural t urs BELINA: a) profili gjatsor, b) prerje trthore n ballna dhe n pila .......................................................................................................................................... 187 Figura 4. 41: Detaje t Modelit t Ngarkimit LM - 1 .......................................................................... 189 Figura 4. 42: Skema e analizs n hapsir e urs ............................................................................. 190 Figura 4. 43: Format e lkundjes; a) modeli i paizoluar, b) modeli i izoluar ...................................... 192 Figura 4. 44: Pozicioni dhe emrtimet e nyjeve dhe t elementve t studiuar .................................... 193

xiv

LISTA E TABELAVE

Tabela 1. 1: Nxitimi spektral Se dhe zhvendosja e projektimit ddc ......................................................... 36

Tabela 2. 1: T dhnat e materialeve t prdorura n analiza ................................................................ 59 Tabela 2. 2: Faktort e forms pr analizat e kryera ............................................................................. 62 Tabela 2. 3: Ngurtsia horizontale e izolatorve ................................................................................... 62 Tabela 2. 4: Ngurtsia vertikale e izolatorve ....................................................................................... 63

Tabela 3. 1: Rezultatet e reagimit elastik linear t rams 5 katshe ...................................................... 82 Tabela 3. 2: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 1, pr p = 1 ......................................................... 83 Tabela 3. 3: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 1, pr p = 4 ......................................................... 83 Tabela 3. 4: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 2, pr p=1 ........................................................... 86 Tabela 3. 5: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 2, pr p=4 ........................................................... 86 Tabela 3. 6: Rezultatet e reagimit elastik t rams 5 katshe me baz t izoluar .................................... 89 Tabela 3. 7: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 1a, pr p = 1 ....................................................... 91 Tabela 3. 8: Raporti i rezistencave t rrjedhshmris midis strukturs TIP 1a dhe TIP 1 ....................... 91 Tabela 3. 9: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 2a, pr p = 1 ....................................................... 91 Tabela 3. 10: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 2b, pr p = 1 ..................................................... 92 Tabela 3. 11: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 1 BI ................................................................... 93 Tabela 3. 12: Rezultatet e analizave t strukturs TIP 2 BI ................................................................... 93 Tabela 3. 13: Forcat vertikale n izolator.......................................................................................... 100 Tabela 3. 14: Parametrat e izolatorve t strukturs pr t dy modelet e strukturave t izoluara .......... 100 Tabela 3. 15: Periodat e lkundjeve t tre modeleve t strukturs Tip BOKS ...................................... 101 Tabela 3. 16: Rezultate t nxitimeve (m/s2) t strukturs Tip BOKS ................................................... 105 Tabela 3. 17: Rezultate t zhvendosjeve t kateve (cm) t strukturs Tip BOKS ................................. 105 Tabela 3. 18: Rezultate t deformimeve (Drifte) t kateve (cm) t strukturs Tip BOKS .................... 105 Tabela 3. 19: Rezultate t Reagimit t Forcave t strukturs Tip BOKS ............................................. 106 Tabela 3. 20: Forcat vertikale n izolator.......................................................................................... 114 Tabela 3. 21: Parametrat e Izolatorve t Strukturs pr t tre tipet e strukturave t izoluara ............... 115 Tabela 3. 22: Periodat e lkundjeve t strukturs tip RAME .............................................................. 116 Tabela 3. 23: Periodat e lkundjeve t strukturs tip MIKSE ............................................................. 116 Tabela 3. 24: Periodat e lkundjeve t strukturs tip BOKS................................................................ 116 Tabela 3. 25: Raportet e periodave midis strukturave t izoluara kundrejt atyre t paizoluara ............. 120 Tabela 3. 26: Rezultate t Reagimit Kinematik t Strukturs Tip RAME ............................................ 123 Tabela 3. 27: Rezultate t zhvendosjeve t kateve (cm) t Strukturs Tip RAME ............................... 123 Tabela 3. 28: Rezultate t deformimeve (Drifte) t kateve (cm) t Strukturs Tip RAME ................... 124 Tabela 3. 29: Rezultate t Reagimit t Forcave t Strukturs Tip RAME ............................................ 124 Tabela 3. 30: Rezultate te nxitimeve (m/s2) t Strukturs Tip MIKSE ................................................ 124 Tabela 3. 31: Rezultate t zhvendosjeve t kateve (cm) t Strukturs Tip MIKSE .............................. 125 Tabela 3. 32: Rezultate t deformimeve (Drifte) t kateve (cm) t Strukturs Tip MIKSE .................. 125 Tabela 3. 33: Rezultate t Reagimit t Forcave t Strukturs Tip MIKSE ........................................... 125 Tabela 3. 34: Rezultate t nxitimeve (m/s2) t Strukturs Tip BOKS .................................................. 126 Tabela 3. 35: Rezultate t zhvendosjeve t kateve (cm) t Strukturs Tip BOKS ................................ 126

xv

Tabela 3. 36: Rezultate t deformimeve (Drifte) t kateve (cm) t Strukturs Tip BOKS .................... 126 Tabela 3. 37: Rezultate t Reagimit t Forcave t Strukturs Tip BOKS ............................................. 127 Tabela 3. 38: Forcat vertikale n izolatort e Modelit 3 ...................................................................... 136 Tabela 3. 39: Forcat vertikale n izolatort e Modelit 2 ...................................................................... 136 Tabela 3. 40: Parametrat e izolatorve t strukturs Model 2 .............................................................. 137 Tabela 3. 41: Parametrat e izolatorve t strukturs Model 3 .............................................................. 137 Tabela 3. 42: Periodat e lkundjeve t tre modeleve t strukturs 10 Kate, Tip BOKS ....................... 138 Tabela 3. 43: Rezultate t nxitimeve (m/s2) t strukturs 10 Kate,Tip BOKS ..................................... 142 Tabela 3. 44: Rezultate t zhvendosjeve t kateve (cm) t strukturs 10 Kate, Tip BOKS ................... 142 Tabela 3. 45: Rezultate t deformimeve (Drifte) t kateve (cm) t strukturs 10 Kate, Tip BOKS ....... 143 Tabela 3. 46: Rezultate t reagimit t forcave t strukturs 10 Kate, Tip BOKS................................. 143 Tabela 3. 47: Karakteristikat e izolatorve ......................................................................................... 154 Tabela 3. 48: Rezultatet e reagimit sizmik t Modelit 1 ...................................................................... 154 Tabela 3. 49: Rezultatet e reagimit sizmik t Modelit 2 ...................................................................... 155 Tabela 3. 50: Rezultatet e reagimit sizmik t Modelit 3 ...................................................................... 155 Tabela 3. 51: Rezultatet e reagimit sizmik t Modelit 4 ...................................................................... 156

Tabela 4. 1: Karakteristikat e izolatorve t strukturs Model 2 .......................................................... 165 Tabela 4. 2: Karakteristikat e izolatorve t strukturs Model 3 .......................................................... 165 Tabela 4. 3: Periodat e lkundjeve t strukturs.................................................................................. 166 Tabela 4. 4: Rezultate t reagimit sizmik t strukturs ........................................................................ 167 Tabela 4. 5: Karakteristikat e izolatorve ........................................................................................... 180 Tabela 4. 6: Periodat e lkundjeve t strukturs ................................................................................. 181 Tabela 4. 7: Reagimi i strukturs sipas drejtimit x .......................................................................... 182 Tabela 4. 8: Reagimi i strukturs sipas drejtimit y.......................................................................... 183 Tabela 4. 9: Vlerat e Modelit t Ngarkimit LM - 1 ............................................................................. 189 Tabela 4. 10: Karakteristikat e izolatorve ......................................................................................... 191 Tabela 4. 11: Periodat e lkundjeve t strukturs ................................................................................ 191 Tabela 4. 12: Rezultate t zhvendosjeve prej kombinimit t veant ................................................... 193 Tabela 4. 13: Rezultate t forcave prej kombinimit t veant ............................................................ 193

1

I. PRMBLEDHJE Teknika e izolimit n baz sht zhvilluar si nj prpjekje pr t reduktuar efektet n ndrtesa dhe elementt e tyre strukturor gjat veprimeve sizmike, dhe sht provuar t jet nj nga metodat m efektive pr nj gam t gjer t problemeve t veprimit sizmik n struktura. Strukturat e izoluara kan aftsin t reduktojn n mnyr t konsiderueshme krkesat e tyre pr duktilitet, krahasuar me strukturat e paizoluara. Ky fakt thjeshton shum detajimet e strukturs dhe konsiderata t tjera sizmike t krkuara nga kodet. Kshtu, pr projektuesin ofrohen mundsi t shumta t zgjedhjeve arkitektonike dhe materialeve ndrtimore. N dekadat e fundit, izolimi n baz sht br nj nga teknikat m t pranuara pr mbrojtjen sizmike t ndrtesave. Nga ana tjetr, izolimi sizmik sht konsideruar gjersisht si nj metod eficiente pr strukturat problematike, t cilat karakterizohen nga krkesa t veanta sizmike, t tilla si ndrtesat me kat t dobt dhe t but. Izolimi sizmik prdoret edhe n rehabilitimin e ndrtesave ekzistuese dhe prforcimin e strukturave t dobta.

Qllimi kryesor i ktij punimi sht prcaktimi i ndikimit q kan sistemet izoluese prej gome t armuar n reagimin sizmik t strukturave t tipeve t ndryshme. Pasi trajtohen bazat teorike t analizave, bhet aplikimi i tyre n struktura betoni t armuar pr ndrtesa dhe ura. Meqnse gjat veprimit t trmeteve, strukturat pranohen t kalojn n fazn plastike, analizat jan kryer jo vetm sipas metods lineare, por edhe sipas metods jolineare me qllim q t analizohet m mir ndikimi i izolimit sizmik n reagimin elasto - plastik t strukturs. Gjat analizave shpesh sht trajtuar efekti i izolimit sizmik si n strukturat e reja ashtu edhe n ato ekzistuese. S pari, analizohet influenca e karakteristikave t materialeve t goms s armuar, n ngurtsin horizontale dhe vertikale n mnyr q t projektohen izolator me kosto efektive. S dyti, kryhen analiza sizmike t ndrtesave t tipeve t ndryshme me baz t izoluar dhe bhet krahasimi i tyre me njra - tjetrn dhe me strukturat me baz fikse. Fillimisht do t analizohet ndrtesa me kat t dobt dhe t but n kushtet e izolimit sizmik t tyre, duke tentuar prmirsimin deri n eleminim t defektit q kto ndrtesa paraqesin. M tej, duke pasur parasysh faktin q reagimi dinamik dhe sizmik i strukturave varet jo vetm nga veprimi i jashtm nprmjet lvizjeve t toks, por edhe nga karakteristikat e vet strukturs, t cilat n rastin e izolimit sizmik psojn modifikime t konsiderueshme, studiohet ndikimi q sjell izolimi sizmik n reagimin e prgjithshm dhe n parametra t veant t strukturave t tipeve t ndryshme. Gjithashtu, duke menduar q pozicioni i sistemit izolues n strukturat e ndrtesave do t ndikoj n reagimin e ndrtess, studiohen pozicione t ndryshme t vendosjes s sistemit izolues n nj ndrtes shum - katshe. Pr t par m konkretisht se si ndikon izolimi sizmik n ndrtesa, merret n studim nj objekt ekzistues, ish- Markato Qendrore, Berat, i cili krahasimisht kushteve aktuale t projektimit paraqitet me shum mangsi strukturale. S treti, kryhen analiza sizmike t urave t izoluara sizmikisht n raste t ndryshme t prdorimit t izolatorve, pr izolator me karakteristika t njjta pr t gjith urn si dhe prdorimi i izolatorve me karakteristika t ndryshme. Me interes sht par edhe studimi i pozicionit t sistemit izolues prgjat gjatsis s pils s urs. Pr t konkretizuar studimin analizohet izolimi sizmik i nj ure t projektuar pr vendin ton, ura Belina, Fier.

2

Punimi prbhet nga 5 kapituj n t cilt trajtohen:

N Kapitullin e Par jepet koncepti i izolimit sizmik n baz dhe karakteristikat e prgjithshme t strukturave t izoluara. Prshkruhen tipet e sistemeve izolues prej gome t armuar. Prshkruhet historiku i krijimit dhe aplikimeve t tyre n bot si dhe efektiviteti i prdorimit t tyre. Prve ksaj, n kt kapitull, paraqitet nj prshkrim i Eurokodit pr ndrtesat dhe urat e izoluara n baz. N Kapitullin e Dyt analizohen parametrat e sistemit izolues me gom t armuar. Parametrat kryesor t izolatorve jan ngurtsia e tyre vertikale dhe horizontale. Kryesisht ata karakterizohen nga ngurtsi e madhe vertikale, dhe ngurtsi e vogl horizontale. N kt kapitull jan br nj sr analizash pr t arritur n nj prfundim rreth materialeve q duhen prdorur dhe sasis s tyre, n mnyr q t projektohen izolator me kosto efektive. N Kapitullin e Tret bhet analiza dinamike dhe sizmike e ndrtesave t izoluara n baz. Fillimisht prshkruhen bazat teorike t analizs sizmike t ndrtesave t izoluara me dy dhe shum shkall lirie. N kt kapitull trajtohet reagimi sizmik i strukturave inelastike me baz fikse dhe t izoluar, me qllimin e vlersimit t duktilitetit t krkuar kundrejt atij t pranuar, pr ndrtesat shum - katshe. Bhet analiza e efektit t izolimit sizmik n nj ndrtes 5 - katshe betonarme me katin prdhe t but. Gjithashtu analizohet efekti i izolimit sizmik n ndrtesa betonarme t tipeve t ndryshme, t tilla si ram dhe sistem dual, miks ose boks. N vazhdim trajtohet efekti i pozicionit t sistemit izolues n nj ndrtes 10 - katshe betonarme. N prfundim t ktij kapitulli analizohet mundsia e aplikimit t izolimit sizmik n nj objekt ekzistues t ndrtuar n vendin ton, rreth viteve 1970. N Kapitullin e Katrt bhet analiza dinamike dhe sizmike e urave t izoluara n baz. Ashtu si n kapitullin e mparshm, edhe ktu fillimisht jepen bazat teorike t analizs sizmike t urave t izoluara. N vazhdim kryhet analiza dinamike dhe sizmike e modeleve t ndryshme t urave me baz fikse dhe baz t izoluar si dhe ndikimi i pozicionit t izolatorve n reagimin e urs. N prfundim paraqitet mundsia e aplikimit t izolimit n baz pr nj ur t projektuar n vendin ton. N Kapitullin e Pest prmblidhen konkluzionet e punimit dhe jepen rekomandime pr studime t mtejshme.

- Prfundimet e nxjerra prej analizs s izolatorve sizmik me gom t armuar

Moduli i elasticitetit t goms (Em) ka ndikim t madh si n ngurtsin horizontale, ashtu dhe n ngurtsin vertikale t izolatorit. Rekomandohet prdorimi i goms me modul elasticiteti t madh (gom e fort). Koeficienti i Puasonit t goms (m) nuk ka ndikim n ngurtsin horizontale, por ka ndikim t madh n ngurtsin vertikale t izolatorit. Rekomandohet prdorimi i goms me koeficient Puasoni t madh = 0.49999 (gom e pangjeshshme). Moduli i elasticitetit t fibrs (Ef) thuajse nuk ka ndikim n ngurtsin horizontale, por ndikon n ngurtsin vertikale, por ndikimi sht i vogl n krahasim me ndikimin q jep faktori i forms. Zvendsimi i materialit t fibrs prej eliku me material tjetr m t lir, si fibra karboni apo E - glass sht i pranueshm.

3

Trashsia e fibrs (Ef) nuk ka ndikim as n ngurtsin horizontale, as n ngurtsin vertikale t izolatorit pavarsisht rritjes s faktorit t forms. Pr t prodhuar izolator me kosto t ult, duhen prdorur fibra t holla dhe t shtohet sasia e shtresave t armimit. Me rritjen e faktorit t forms (S), ngurtsia horizontale e izolatorit nuk ndryshon, pr t gjitha vlerat e parametrave t materialeve. Faktori i forms ka ndikimin m t madh n ngurtsin vertikale, prandaj pr t prodhuar izolator me kosto t ult, duhet rritur faktori i forms.

- Prfundimet e nxjerra prej analizs dinamike dhe sizmike t ndrtesave t izoluara n baz

Pr strukturat t cilat paraqesin fenomenin e katit t but, izolimi n baz arrin t prmirsoj reagimin sizmik t saj deri n eleminimin e defektit. Pr strukturat e reja t izoluara n baz, sht i mundur projektimi i tyre pr sjellje pran kufirit elastik. Pra izolimi i ndrtesave t llogaritura deri n fazn lineare ( = 1) prmirson katet e para prej deformimeve plastike q krkon t realizoj. Nse aplikojm izolim n baz pr strukturat ekzistuese (t projektuara m par) me kat t par t dobt dhe t but do t konstatojm q duktiliteti i krkuar i kateve do t prmirsohet ndjeshm. Izolimi sizmik prdoret me shum efektivitet n prmirsimin e duktilitetit t krkuar t kateve t strukturs nse ajo projektohet me duktilitet t krkuar t pamundur pr tu poseduar. Sistemi i izolimit ndikon n rritjen e periodave t lkundjeve, veanrisht n periodat e para. Nxitimet n nivelin e katit t par zvoglohen shum her pr t gjitha tipet e strukturave, kurse nxitimet n nivelin e tarracs reduktohen m shum pr kalimin nga strukturat e shtangta drejt atyre fleksible. Prej studimit t efektit t pozicionit t sistemit izolues, konstatohet se nse interesi i projektimit sht reduktimi i nxitimeve t kateve t siprm, ather ktij qllimi do ti shrbente m mir izolimi n katet ndrmjetse se sa izolimi n baz. Pozicioni i izolimit sizmik, n fund apo n krye t katit prdhe, nuk ndikon n madhsin e zhvendosjeve t strukturs. Efektiviteti i izolimit n baz sht m i madh n strukturat e shtangta. Prsa u prket deformimeve t strukturs pr seciln form t lkundjeve, pr tre format e para deformohet vetm sistemi i izolimit, ndrkoh q mbistruktura lviz si nj trup gati rigjid. Nxitimet e strukturave t izoluara kundrejt strukturs me baz fikse jan shum m t vogla. Pr strukturn e izoluar n katet e ndrmjetme, zhvendosjet n katet nn sistemin izolues jan disa her m t vogla se zhvendosjet e strukturs me baz fikse, ndrkoh q pr katet mbi sistemin izolues jan thuajse t njjta me zhvendosjet e kateve t strukturs s izoluar n baz. Forcat prerse, momentet prkuls dhe sforcimet n muret betonarme reduktohen n mnyr t ndjeshme prej aplikimit t izolimit sizmik. Nprmjet spostimit t nivelit t izolimit drejt kateve t siprm, ndryshojn karakteristikat e nevojshme t izolatorve q duhen prdorur (izolatort nevojiten m t vegjl, dhe sigurisht me kosto m t ult). Kjo tregon q duke konsideruar t gjith faktort, gjat projektimit ka vend pr t krkuar optimizimin e prdorimit t izolimit sizmik edhe nga pikpamja e przgjedhjes s nivelit t izolimit. Alternativa e izolimit sizmik t struktruave ekzistuese t ndrtuara n vendit ton rreth viteve 1970 sht shum efektive. Me kt metod mund t eleminohen dhe ndrhyrjet n themelet

4

ekzistuese. Konstatojm se me reduktimin e forcave prerse n baz prej izolimit sizmik, nuk sht nevoja q t prforcojm elementt ekzistues, pasi ato jan n gjendje t prballojn kto nivele t ulta t forcave.

- Prfundimet e nxjerra prej analizs dinamike dhe sizmike t urave t izoluara n baz

Me izolimin sizmik t urave nprmjet ndryshimit t ngurtsive t izolatorve bhet e mundur t arrihet nj reagim sizmik i paracaktuar nga ne. Arrihet reduktim i madh i forcave prerse n t gjitha kollonat, veanrisht n kollonat e shkurtra. Me prdorimin e izolatorve me karakteristika t ndryshme arrihet reduktim i mtejshm i raportit t forcave prerse midis kollonave t gjata dhe t shkurtra. Nga krahasimi i reagimeve n drejtimin gjatsor kundrejt atij trthor vihet re se ndikimi i izolimit sht i ndryshm. Prandaj rekomandohet q karakteristikat e izolatorve t jen t ndryshme midis drejtimeve horizontale. Nga analiza e ndikimit t pozicionit t vendosjes s izolatorve prgjat gjatsis s pils, konstatohet se prej ktij pozicioni ndikohen nj pjes e parametrave t reagimit sizmik. Kjo tregon se megjithse vendosja e izolatorve n kok t pilave sht pozicioni m praktik, izolatort mund t vendosen si n fund t pilave, ashtu edhe prgjat gjatsis s tyre n funksion t krkess dhe kushteve specifike t urs. N rastin e vendosjes s izolatorit pran mesit t lartsis s pils, deformimet dhe forcat e elementve strukturor t pils jan m t vogla krahasimisht rasteve t izolimit n krye apo n fund t saj. Me an t izolimit sizmik t urs bhet e mundur edhe reduktimi i efektit t forms rrotulluese t lkundjes vetjake t saj, duke prmirsuar reagimin sizmik t saj. Nprmjet izolimit sizmik t urave q ndrtohen kto vite n vendin ton arrihet reduktimi i deformimeve dhe forcave t brendshme t pilave si n drejtimin gjatsor ashtu dhe trthor. Pra izolimi sizmik i ktyre urave do t ishte me prfitime t konsiderueshme.

5

I. SUMMARY Base isolation technique was developed as an attempt to reduce the effects on buildings and their structural elements during seismic events, and is becoming one of the most effective methods for a wide range of problems of structures under the seismic action. Isolated Structures have the ability to significantly reduce their ductility demand, compared with non isolated structures. This fact simplifies the structural details and other considerations required by seismic codes. Thus, the designer offers numerous opportunities to select the desired architecture and construction materials.

In recent decades, based isolation has become one of the most accepted techniques for seismic protection of buildings. On the other hand, seismic isolation is widely regarded as an efficient method for problematic structures, which are characterized by specific seismic requirements, such as buildings with weak and soft stories. Seismic Isolation is also used in the rehabilitation of existing buildings and strengthening of weak structures.

The purpose of this study is to determine the impact of reinforced elastomeric isolation systems to the seismic response of different types of structures. Once treated the theoretical formulation of analysis, then the application in reinforced concrete structures for buildings and bridges is made. As the structure is accepted to behave on plastic phase under the earthquake actions, the analysis are carried out not only by the linear method, but also by nonlinear methods in order to better analyze the impact of seismic isolation in elastic - plastic response of the structure. The analysis are often treated to study the effect of seismic isolation in new structures and in existing ones.

Firstly, is analyzed the influence of material parameters to the horizontal and vertical stiffness of reinforced elastomeric, in order to design a cost effective isolator. Secondly, many analyses are performed to different types of based isolated buildings and the comparison between them and fixed - base structures are presented. With analyzing the behavior of buildings with weak and soft story in case of their seismic isolation, we tend to improve or almost to eliminate the defect that these buildings represent. Further, given the fact that the dynamic and seismic response of structures depends not only on external action through the movements of the earth, but also from the characteristics of the structure itself, which in the case of seismic isolation undergoes significant modifications, is studied the impact that brings seismic isolation overall response and specific parameters of structures of different types. Also, thinking that the position of isolation system of building structures will affect the response of the building, are studied various positions of isolation system in multi story buildings. To see more specifically the impact of isolation in buildings, is considered an existing building, the former "Central Market", Berat, Albania, which based on the actual seismic regulations it has many structural deficiencies. Thirdly, seismic analysis of seismically isolated bridges in different cases are performed, for the case of using the isolators with the same characteristics for all bridge and the case of using the isolators with different characteristics on different piers. Some interest is put on the study of isolation system position along the height of the bridge piles. The "Belina" bridge, Fier, Albania, designed in our country is taken to concretize the study of the seismic isolation of a bridge.

6

The paper consists of five chapters in which are treated:

The first chapter gives the basic concept of seismic isolation and general characteristics of isolated structures. It describes the types of elastomeric isolators and the history of base isolation and their applications in the world and the effectiveness of their use. In addition, this chapter presents a description of the Eurocode for base isolated buildings and bridges. The second chapter analyzes the parameters of elastomeric isolation system. The main parameters of this isolators are their vertical and horizontal stiffness. Mostly they are characterized by high vertical stiffness and low horizontal stiffness. In this chapter is done a series of analyzes to arrive at a conclusion about the materials to be used and their quantity, so that the isolator is cost effective. In Chapter three are studied the dynamic and seismic behavior of seismic isolated buildings. Firstly is described the theoretical formulations of analysis of two and multi degrees of freedom seismically isolated buildings. This chapter deals with the seismic response of inelastic structures in case of fixed base and base isolated, with the purpose of evaluating the ductility demand versus allowable ductility on multi stories buildings. The effect of seismic isolation to the five storey reinforced concrete building with soft ground floor is analyzed. The effect of seismic isolation to various types of reinforced concrete buildings is also analyzed, such as frame, dual, mix and boxing system. Further is studied the effect of isolation system position in a 10 - storey reinforced concrete building. At the end of this chapter is analyzed the applicability of seismic isolation in an existing object built in our country, around 70s. In the fourth chapter are performed the dynamic and seismic analysis of isolated bridge structures. As in the previous chapter, we first summarize here the theoretical formulations of seismic isolated bridges. Following dynamic and seismic analysis of various models of fixed-base and base isolated bridges and the effect of the position of isolators in the response of the bridge. In conclusion is presented the possibility of application of isolators in a bridge designed in our country. In the fifth chapter summarizes the conclusions of the research and recommendations for further studies.

- Conclusions of the analysis of seismic reinforced rubber bearings Rubber elasticity module (Em) has great influence to the horizontal and vertical stiffness of the isolator. Is recommended the use of rubber with great elasticity module (stiff rubber). Poisson ratio of rubber (m) has no effect on horizontal stiffness, but has a big impact on the vertical stiffness of the isolator. Is recommended the use of rubber with large Poisson ratio =0.49999 (uncompressible). Fiber elasticity module (Ef) has almost no effect on the horizontal stiffness, and a little effect to the vertical stiffness, but the impact is small compared to the impact of the shape factor. Replacing steel fiber material with other cheaper materials, as carbon fiber or E-glass is acceptable. The thickness of the fiber (Ef) affects neither the horizontal nor the vertical stiffness of the

7

isolator despite increased shape factor. It is better to use thin fiber and increase the number of reinforcement layers, in order to produce the low cost isolators. With the increase of the shape factor (S), the horizontal stiffness of the isolator does not change, for all values of the parameters of materials. Shape factor has the greatest impact in the vertical stiffness, so to produce low cost isolators, the shape factor should be increased.

- The conclusions of dynamic and seismic analysis of base isolated buildings For structures that represent the soft story phenomenon, the seismic isolation manages to improve its response and is able to eliminate the defect. For new based isolated structures, it is possible to design them to behave close to elastic range. So the isolation of buildings calculated in linear phase ( = 1) improves the first floor to develop no plastic deformations. If we apply base isolation on existing structures (previously designed) with first soft and weak story it will state that stories ductility demand will be significantly improved. Seismic Isolation is used very effectively to improve the ductility demand of the structure if it designed with higher value ductility demand which in practice is impossible to achieve. The isolation system increases the vibration periods, especially the first ones. Accelerations at first floor level is reduced many times for all types of structures, and accelerations at the terrace are more reduced on stiffer structures then flexible ones. From the study of the effect of the position of isolation system, we conclude that if the interest of the design is to reduce the acceleration of the upper floors, then that goal will serve to better apply the isolation in mid - floors than based floor. Seismic isolation position, at the bottom or at the top of the ground floor, does not affect the displacement or accelerations of the structure. The seismic isolation is more effective in case of stiffer structures. As for the deformation of the structure for each mode shape, for the first three modes only the isolation system is deformed, while the superstructure moves as a rigid body. Accelerations of isolated structures versus fixed - base structures are much smaller. On the structure of the intermediate floors isolated, floors displacements below the isolation system are several times smaller than the displacement of fixed - base structure, while the displacement of the floors above the isolation system are almost the same with isolated structure at the base. Shear forces, bending moments and stresses in reinforced concrete shear walls are significantly reduced by the application of seismic isolation. By moving the level of isolation to the upper floors, the characteristics of isolators to be used are changed (smaller and cheaper isolators are needed). This shows that considering all factors, during the design it make sense to optimize seismic isolation from the viewpoint of selecting the level of isolation. The seismic isolation option to be applied on existing structures which are built around 1970 in our country is found very effective. With this method, interventions in existing foundations can be eliminated. With the application of seismic isolation to the existing buildings we conclude that there is no need to strengthen the existing elements, as they are able to resist the reduced value of internal forces.

8

- The conclusions of dynamic and seismic analysis of base isolated bridges Seismic isolation of bridges using different characteristics of isolators gives the possibility to achieve a predetermined seismic response as desired from us. The reduction of shear forces in all piers can be achieved, especially in the short piers. With the use of isolation with different characteristics we can achieve further reduction in the ratio of shear forces between long and short piers. By comparing the responses in longitudinal and transverse direction we note that the impact of isolation is different. Therefore is recommended that the characteristics of isolators should be different on the horizontal directions. The analysis of the impact of location of isolators along the height of piers, shows that some seismic response parameters are affected from this location. This shows that although the practical position of isolators is mostly on the top of piers, isolators can be placed at the bottom or along the mid of the piers in order to fulfill specific conditions of the bridge. In case of installing the isolators near the mid - height of piers, the deformations and forces on the structural elements of piers are smaller than in cases of installing them on top or bottom of piers. It is found that through the seismic isolation of bridge it is possible the reduction of torsion effect which gives the improvement of its seismic response. Through seismic isolation of bridges built these recent years in our country is achieved the reduction of deformations and internal forces in the longitudinal and transverse direction of piers. So seismic isolation of these bridges would have significant benefits.

9

II. HYRJE

Krkesa e vazhdueshme e rritjes s performancs s ndrtimeve sht e lidhur ngushtsisht me prmbushjen e qllimit prej t gjith elementve prbrs t tij si: struktura mbajtse, funksioni, arkitektura etj. Pr realizimin e performancs s strukturs mbajtse krahas prpjekjeve pr njohjen, analizn dhe vlersimin e fenomenit natyror t trmeteve, sht e nevojshme edhe perfeksionimi i skemave strukturale dhe mnyrave t llogaritjes s tyre. Trmetet edhe n dekadat e fundit kan shkaktuar humbje t konsiderueshme n njerz dhe dme t mdha n struktura t tipeve t ndryshme. Me kalimin e viteve jan zhvilluar shum mnyra dhe teknologji t projektimit dhe ndrtimit antisizmik, pr t reduktuar efektet e trmeteve n strukturat e ndrtimit. Zvoglimi i efekteve negative t lkundjeve t mdha t toks sht gjithmon nj nga shtjet m kryesore n inxhinierin strukturore dhe ka trhequr vmendjen e shum studiuesve n gjith botn. Arritja e performancs strukturale sht e lidhur me materialet e prdorura, teknologjin e ndrtimit, saktsin e metodave llogaritse dhe sigurisht me koston e realizimit.

Duke patur parasysh pasigurit e deritanishme n realizimin e strukturave rezistente ndaj trmeteve vazhdimisht krkohet q krahas strukturave tradicionale t zhvillohen dhe teknika t avancuara pr realizimin e tyre. Sipas filozofis tradicionale sizmike t projektimit, prballimi i efekteve t larta sizmike realizohet me an t rezistencs s lart ose t duktilitetit t madh t strukturs. Realizimi i ktij ekuilibri nprmjet rritjes s rezistencs nuk sht efektiv pr rastin e veprimeve t forcave sizmike t shkaktuara nga trmetet, pasi me rritjen e rezistencs s elementve strukturor mund t shfaqen edhe fenomene t dmshme. Kshtu, shpesh, ndodh q rritja e ngurtsis s nj strukture t mos jet e mjaftueshme, ose jo gjithmon t jap rezultatet e dshiruara. Nevoja e sjelljes jolineare t strukturave, pr rritjen e duktilitetit gjat trmetit si nj mnyr e mundshme pr t rritur energjin e brendshme, pranon n t njjtn koh, t ara dhe dmtime n elementt strukturor.

Teknika e izolimit n baz sht zhvilluar si nj prpjekje pr t reduktuar efektet n ndrtesa dhe elementt e tyre strukturor gjat veprimeve sizmike, dhe sht provuar t jet nj nga metodat m eficiente pr nj gam t gjer t problemeve t veprimit sizmik n struktura. Izolimi sizmik konsiston kryesisht n instalimin e pajisjeve t cilat tentojn t ndajn strukturn nga lkundjet e bazamentit. Si nj qasje alternative, izolimi n baz, sht nj koncept i projektimit sizmik sipas t cilit duke vendosur element fleksibl dhe prthiths energjie midis themelit dhe bazs s strukturs ose midis mbshtetseve dhe mbistrukturs n rastin e urs arrihet zvoglimi i forcs sizmike q transmetohet nga toka n struktur. Izolimi n baz tenton t izoloj strukturn nga lkundjet e toks, jo duke u prpjekur t prthith energjin e trmetit prej strukturs, por duke mos lejuar kt energji pr t hyr n struktur. Shum vite prvoj me izolator t prdorur n aplikime t hershme inxhinierike, kan demonstruar besueshmri, qndrueshmri dhe rezistenc t izolatorve ndaj kushteve mjedisore.

Strukturat e izoluara kan aftsin t reduktojn n mnyr t konsiderueshme krkesat e tyre pr duktilitet, krahasuar me strukturat e paizoluara. Ky fakt thjeshton shum detajimet e strukturs dhe konsiderata t tjera sizmike t krkuara nga kodet. Kshtu, pr projektuesin ofrohen mundsi t shumta t zgjedhjeve arkitektonike dhe materialeve ndrtimore.

10

N dekadat e fundit, izolimi n baz sht br nj nga teknikat m t pranuara pr mbrojtjen sizmike t ndrtesave. Nga ana tjetr, izolimi sizmik sht konsideruar gjersisht si nj metod eficiente pr strukturat problematike, t cilat karakterizohen nga krkesa t veanta sizmike, t tilla si ndrtesat me kat t dobt dhe t but. Izolimi sizmik prdoret edhe n rehabilitimin e ndrtesave ekzistuese dhe prforcimin e strukturave t dobta.

Kshtu, izolimi sizmik ka avantazhe krahasimisht mnyrave t tjera pr situata t tilla t veanta, zakonisht duke qen n gjendje t siguroj mbrojtje m t mir kundrejt lkundjeve shum t forta sizmike. Besohet se izolimi sizmik mund t siguroj zgjidhje efektive pr nj gam shum t gjer t problemeve sizmike. Efektiviteti i izolimit n baz n reduktimin e reagimit sizmik lidhet me aftsin e tij pr t ndryshuar periodn e lkundjeve vetjake t strukturs. Gjithashtu, Skinner (1993) tregoi q karakteristika m e rndsishme e izolimit sizmik sht rritja e periods natyrale t strukturave prmes rritjes s fleksibilitetit t tyre. Funksioni themelor i pajisjeve izoluese sht t mbajn mbistrukturn ndrkoh q sigurojn nj shkall t lart t fleksibilitetit horizontal. Kjo i jep strukturs n trsi nj period t gjat efektive dhe rrjedhimisht nxitime m t ulta dhe forca inerciale m t vogla.

Si rezultat i prpjekjeve t shumta inxhinierike drejt zbatimit t izolimit n baz, ekzistojn shum lloje izolatorsh ku nj ndr to jan edhe izolatort me gom t armuar. Ndr vshtirsit e aplikimit t izolimit pr nj numr m t madh t strukturave sht dhe fakti q izolatort ekzistues konvencional jan t shtrenjt dhe t rnd. Pr t zgjeruar kt strategji t vlefshme pr struktura rezistente ndaj trmetit edhe pr ndrtesa publike, sht e nevojshme pr t ulur koston dhe peshn e izolatorve. Duke konsideruar elementt prbrs t kostos s nj objekti ku Kelly (1990) rendit katr faktor kryesor: kostoja e ndrtimit, primet e sigurimit ndaj trmetit, shpenzimet pr riparimin e dmtimit fizik dhe humbja e vlerave materiale t shfrytzimit, izolimi sizmik mund t konsiderohet edhe me efektivitet ekonomik pr raste t caktuara t objekteve.

N tre dekadat e fundit, numri i aplikimeve t teknologjive t reja pr prballimin e trmeteve sht rritur n mnyr t shpejt. Me njohjen e ksaj teknologjie dhe me efektet e saj do t mundsohet q dhe n vendin ton t aplikohet izolimi sizmik i strukturave t reja apo edhe i strukturave ekzistuese pr prforcimin sizmik t tyre.

III. QLLIMI

N vitet e fundit, n t gjith botn, jan studiuar dhe aplikuar teknika t shumta praktike pr t siguruar izolimin sizmik t strukturave. Qllimi kryesor i ktij punimi sht prcaktimi i ndikimit q kan sistemet izoluese prej gome t armuar n struktura t tipeve t ndryshme, t ndodhura n situatn e veprimit sizmik.

Punimi fokusohet n analizn e reagimit sizmik t strukturave t izoluara n baz. Pasi trajtohen bazat teorike t analizave, bhet aplikimi i tyre n struktura betoni t armuar pr ndrtesa dhe ura.

11

Meqnse gjat veprimit t trmeteve, strukturat pranohen t kalojn n fazn plastike, analizat jan kryer jo vetm sipas metods lineare, por edhe sipas metods jolineare me qllim q t analizohet m mir ndikimi i izolimit sizmik n reagimin elasto - plastik t strukturs. Gjat analizave shpesh sht trajtuar efekti i izolimit sizmik si n strukturat e reja ashtu dhe n ato ekzistuese.

Kam zgjedhur t trajtoj izolimin sizmik n struktura pasi sht nj nga metodat m t prdorura t projektimit antisizmik n bot, ndrkoh q prdorimi i tyre n Shqipri nuk ka filluar ende. Trmetet zn peshn kryesore t dmtimit t strukturave, me pasoj shkatrrimin. Ky prbn nj problem shum t madh ekonomik dhe social. Pr m tepr, shkatrrimi i strukturave, n nj pjes t madhe t rasteve, shoqrohet me humbjen e jets s njerzve. Gjat dekadave t fundit inxhinieria strukturore po i kushton nj rndsi t madhe projektimit antisizmik nprmjet prdorimit t izolimit n baz.

M dshirn pr t dhn kontributin tim n prdorimin e ktyre sistemeve edhe n Shqipri, po trajtoj kt tem n prputhje me prvojn e ndrtimeve aktuale.

IV. OBJEKTIVAT

Objektivat e punimit grupohen n tre kategori:

S pari, t analizojm parametrat e sistemit izolues me gom t armuar, n mnyr q t projektohen izolator me kosto efektive. Pr kt sht e nevojshme t zgjidhen materialet e duhura si dhe t prdoret sasia optimale e tyre. Kjo synohet t arrihet duke kryer analiza t efektit t materialeve n performancn e izolatorve. S dyti, t kryejm analiza sizmike t ndrtesave t tipeve t ndryshme me baz t izoluar dhe ti krahasojm ato me njra - tjetrn dhe me strukturat me baz fikse. Fillimisht do t analizohet ndrtesa me kat t dobt dhe t but n kushtet e izolimit sizmik t tyre, duke tentuar prmirsimin deri n eleminim t defektit q kto ndrtesa paraqesin. M tej, duke pasur parasysh faktin q reagimi dinamik dhe sizmik i strukturave varet jo vetm nga veprimi i jashtm nprmjet lvizjeve t toks, por edhe nga karakteristikat e vet strukturs, t cilat n rastin e izolimit sizmik psojn modifikime t konsiderueshme, studiohet ndikimi q sjell izolimi sizmik n reagimin e prgjithshm dhe n parametra t veant t strukturave t tipeve t ndryshme. Gjithashtu, duke menduar q pozicioni i sistemit izolues n strukturat e ndrtesave do t ndikoj n reagimin e ndrtess, studiohen pozicione t ndryshme t vendosjes s sistemit izolues n nj ndrtes shum - katshe. Pr t par m konkretisht se si ndikon izolimi sizmik n ndrtesa, merret n studim nj objekt ekzistues, ish- Markato Qendrore, Berat, i cili krahasimisht kushteve aktuale t projektimit paraqitet me shum mangsi strukturale. S treti, t kryejm analiza sizmike t urave t izoluara sizmikisht n raste t ndryshme t prdorimit t izolatorve, pr izolator me karakteristika t njjta pr t gjith urn si dhe prdorimi i izolatorve me karakteristika t ndryshme. Me interes sht par edhe studimi i pozicionit t sistemit izolues prgjat gjatsis s pils s urs. Pr t konkretizuar studimin analizohet izolimi sizmik i nj ure t projektuar pr vendin ton, ura Belina, Fier.

12

KAPITULLI 1

PRSHKRIM I PRGJITHSHM I SISTEMEVE T IZOLUAR N BAZ

1.1 Hyrje Bazuar n parimin kryesor t ekuilibrit t energjis, strukturat duhet t ken aftsin pr t prthithur energji, n mnyr q energjia e brendshme e prodhuar n struktur t jet e barabart me energjin e jashtme q hyn n struktur. Sipas filozofis tradicionale sizmike t projektimit, prballimi i efekteve t larta sizmike realizohet me an t rezistencs s lart ose t duktilitetit t madh t strukturs. Realizimi i ktij ekuilibri nprmjet rritjes s rezistencs nuk sht efektiv pr rastin e veprimeve t forcave sizmike t shkaktuara nga trmetet, pasi me rritjen e rezistencs s elementve strukturor mund t shfaqen edhe fenomene t dmshme pr arsyet e mposhtme:

- rritja e rezistencs zakonisht shoqrohet me rritjen e ngurtsis s sistemit dhe duke par spektrin e reagimit vrehet se strukturave t ngurta (d.m.th. me period vetiake t ult) iu takon pjesa m e lart e spektrit;

- rritja e ngurtsis shpesh shoqrohet me rritjen e masave, d.m.th. nj rritje e veprimit dinamik, q zhvillohet pikrisht nprmjet forcave t inercis, proporcionale me masn.

Kshtu, shpesh, ndodh q rritja e ngurtsis s nj strukture t mos jet e mjaftueshme, ose jo gjithmon t jap rezultatet e dshiruara. Sipas filozofis tradicionale sizmike t projektimit, prballimi i efekteve t larta sizmike realizohet me an t rezistencs s lart ose t duktilitetit t madh t strukturs. Nevoja e sjelljes jolineare t strukturave, pr rritjen e duktilitetit gjat trmetit si nj mnyr e mundshme pr t rritur energjin e brendshme, pranon n t njjtn koh, t ara dhe dmtime n elementt strukturor. Si nj qasje alternative, izolimi n baz, sht nj koncept i projektimit sizmik sipas t cilit duke vendosur element fleksibl dhe prthiths energjie midis themelit dhe bazs s strukturs ose midis mbshtetseve dhe mbistrukturs s urs arrihet zvoglimi i forcs sizmike q transmetohet nga toka n struktur. Izolimi n baz tenton t izoloj strukturn nga lkundjet e toks, jo duke u prpjekur t prthith energjin e trmetit prej strukturs, por duke mos lejuar kt energji pr t hyr n struktur.

Me lindjen e koncepteve inovative pr projektimin antisizmik, duke prfshir sistemet e izolimit n baz dhe sistemet pasive t shuarjes s energjis, sht e rndsishme t rishikojm analizat e deritanishme dhe metodat e projektimit. N veanti, duhet t fokusohemi tek energjia si nj kriter projektimi. Housner (1956) sugjeroi nj projektim antisizmik bazuar n nj trajtim

13

energjitik edhe pr struktura t zakonshme disa dekada m par. Formulimi prfundimtar sht mjaft i prshtatshm pr nj diskutim t prgjithshm t prthithjes s energjis n struktura, duke qen se pajisjet pasive prdoren pr t prthithur vibrimet e shkaktuara si nga veprimet sizmike ashtu edhe forcat aerodinamike.

Pr strukturat e zakonshme le t konsiderojm modelin lkunds me nj shkall lirie, q konsiston n nj mas m e mbshtetur n nj sust me ngurtsi totale k dhe nj shuars me viskozitet linear c (aftsia e prthithjes s energjis nga vet struktura), t treguar n Figurn 1.1 m posht:

m

Figura 1. 1: Model i strukturs s zakonshme me nj shkall lirie

Formulimin energjitik mund ta fitojm duke integruar secilin term t forcs n ekuacionin e lvizjes s ktij sistemi ( + + = ) n lidhje me gjith historikun e zhvendosjeve relative, prej t cilit fitojm: + + = ku

a) = = b) = = c) = =

= Secili element i ans s majt t barazimit t msiprm prfaqson energjin relative kinetike t mass (EK), energjin e shuar prej shuarjes q ka vet struktura (ED), dhe energjin e deformimit elastik (ES). Shuma e ktyre energjive duhet t balancoj energjin e futur n sistem ( ) t shkaktuar nga veprimi sizmik. Secili prej termave energjitik sht faktikisht nj funksion i kohs, kshtu ekuilibri i energjis mbahet n do ast gjat gjith kohzgjatjes s veprimit.

k c

14

Nuk duhet t presim q nj struktur e projektuar sipas metods s zakonshme t qndroj plotsisht brenda stadit elastik gjat veprimit t nj ngacmimi t madh sizmik. N vend t ksaj, ne i besojm duktilitetit q posedon struktura pr t parandaluar shkatrrimin, ndrkoh q pranojm faktin q mund t ndodhin disa dmtime. N nj rast t till, energjia e futur () nga trmeti thjesht kalon kapacitetin e strukturs pr t akumuluar dhe shuar energji prej mekanizmave t dhna n ekuacionet (a) deri n (c). Me tejkalimin e ktij kapaciteti, pjes t strukturs ose kalojn n rrjedhshmri ose plasariten. Kshtu ngurtsia nuk mbetet m konstante, dhe forca n sust n ekuacionin e lvizjes duhet t zvendsohet nga nj funksion m i prgjithshm fs(u), i cili prfshin edhe efektet histeretike. N prgjithsi, ekuacioni (c) riprkufizohet si m posht, pr reagimin inelastik:

= () = + ku ES supozohet e ndashme n dy pjes dhe , q prfaqsojn energjin totale elastike dhe at t shuar prej deformimeve plastike, respektivisht.

Kshtu, pr nj struktur t zakonshme, nse intensiteti i sinjalit rritet, do t nevojitet nj sasi akoma m e madhe energjie e prthithur prej deformimeve inelastike. Nga pikpamja energjitike, pr projektimin e duhur antisizmik, duhet t prpiqemi t minimizojm sasin e energjis histeretike t shuar nga struktura. Ka dy mnyra pr t arritur kt:

- E para prfshin projektimin q rezulton n reduktim t sasis s energjis s futur n struktur. Pr shembull, n kt kategori, futen sistemet e izolimit n baz.

- E dyta, lidhet me prfshirjen e mekanizmave shtes shuars n struktur. Kto pajisje projektohen pr t prthithur nj sasi t energjis q futet n sistem, duke reduktuar n kt mnyr dmet n struktur prej shuarjes histeretike. Faktikisht, pr trmete t mdha, pajisjet duhet t shuajn sasi shum t mdha energjie.

Zakonisht, pr sistemet e izoluara n baz, prve reduktimit t sasis s energjis q hyn n struktur, nevojitet edhe shtimi i pajisjeve pr prthithjen e energjis. Modeli dinamik pr nj struktur t till t konsideruar me nj shkall lirie, tregohet n Figurn 1.2:

m

Figura 1. 2: Modeli i strukturs me nj shkall lirie me element shuars pasiv

k c

15

Formulimin energjitik mund ta fitojm duke

a seranaj disertacioni doktoratures

Documents